(57)【要約】    【課題】      移動局装置がフィードバック情報を送信してからそのフィードバック情報が基地局装置にて解釈され各アンテナの重み付けが調整されるまでの遅延間に発生するマルチパスフェージング等による送受信信号の劣化を低減し、各アンテナ間の合成利得を向上すること。    【解決手段】  アンテナ相互間位相差予測部１０８は、乗算部１０７が出力するフィードバック情報送信時及び過去において取得されたアンテナ相互間位相差を用いてフィードバック情報が基地局装置にて反映される時刻でのアンテナ相互間位相差を予測する。ＦＢＩ生成部１０９は、アンテナ相互間位相差予測部１０８の予測結果に基づき基地局装置へのフィードバック情報を生成する。  【選択図】      図１
2006101211.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
閉ループ式送信ダイバーシチを用いる移動体通信システムにおいて、通信端末装置は、無線受信した信号から基地局装置が有する複数個のアンテナ相互間の位相差を求める手段と、フィードバック情報送信時及び過去において取得されたアンテナ相互間位相差を用いてフィードバック情報が基地局装置にて反映される時刻でのアンテナ相互間位相差を予測する手段と、前記予測結果に基づき基地局装置に送信するフィードバック情報を生成する手段と、を具備することを特徴とする通信端末装置。
【請求項２】
前記予測する手段は、フィードバック情報送信時及び過去の少なくとも２つの時点において取得されたアンテナ相互間位相差を用いて、時間軸とアンテナ相互間位相差の軸とで規定される平面上において前記取得された各アンテナ相互間位相差との差の総和が最小となる直線を選択し、その直線上においてアンテナ相互間位相差の単位時間当たりの変化量を求めることで、フィードバック情報が基地局装置にて反映される時刻でのアンテナ相互間位相差を予測する、ことを特徴とする請求項１記載の通信端末装置。
【請求項３】
無線受信した信号から基地局装置が有する複数個のアンテナ相互間の位相差を求める工程と、フィードバック情報送信時及び過去において取得されたアンテナ相互間位相差を用いてフィードバック情報が基地局装置にて反映される時刻でのアンテナ相互間位相差を予測する工程と、その予測結果に基づき基地局装置に送信するフィードバック情報を生成する工程と、を具備することを特徴とする閉ループ式送信ダイバーシチ方法。
【請求項４】
前記予測する工程は、フィードバック情報送信時及び過去の少なくとも２点において取得されたアンテナ相互間位相差を用いて各アンテナ相互間位相差間の差が小さくなる直線を選択する工程と、その直線上においてアンテナ相互間位相差の単位時間当たりの変化量を求める工程と、求めた変化量に基づきフィードバック情報送信時においてフィードバック情報が基地局装置にて反映される時刻でのアンテナ相互間位相差を求める工程と、を具備することを特徴とする請求項３記載の閉ループ式送信ダイバーシチ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、閉ループ式送信ダイバーシチを実施する移動体通信システムにおける通信端末装置及び閉ループ式送信ダイバーシチ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動体通信システムでは、マルチパスフェージングの影響を解消するために、基地局装置が複数のアンテナから送信し、受信した通信端末装置が基地局装置に対してフィードバック情報を送信する閉ループ式送信ダイバーシチが採用されている（特許文献１、非特許文献１）。ここでは、本発明の理解を容易にするため、図３と図４を参照して従来の通信端末装置について概略説明する。
【０００３】
図３は、従来の移動体通信システムにおいて実施されている閉ループ式送信ダイバーシチによるフィードバック情報を送信する通信端末装置の構成例を示すブロック図である。なお、図３では、ＣＤＭＡ移動体通信システムでの通信端末装置の構成例を示している。また、図示しない基地局装置は２つのアンテナ（アンテナ＃１、アンテナ＃２）を用いてダイバーシチ送信を行うものとする。
【０００４】
図３に示す通信端末装置３００は、基地局装置からの無線信号を受信するアンテナ部３０１と、アンテナ部３０１が受信した無線信号をダウンコンバートしてベースバンド信号を出力する無線部３０２と、無線部３０２が出力するベースバンド信号を逆拡散する逆拡散部３０３と、アンテナ＃１について逆拡散による１次復調後の信号の位相回転量を測定する位相推定部３０４と、アンテナ＃２について逆拡散による１次復調後の信号の位相回転量を測定する位相推定部３０５と、閉ループ式送信ダイバーシチにおいて基準となるアンテナ＃１について位相推定結果の複素共役を算出する複素共役演算部３０６と、複素共役演算部３０６の出力（アンテナ＃１の位相推定結果）と位相推定部３０５の出力（アンテナ＃２の位相推定結果）とを乗算し、アンテナ相互間位相差を計算する乗算部３０７と、乗算部３０７にて求めたアンテナ相互間の位相差に基づき基地局装置へのフィードバック情報ＦＢＩを生成するＦＢＩ生成部３０８とを備えている。
【０００５】
図示しない基地局装置では、受信したフィードバック情報ＦＢＩに含まれるアンテナ相互間の位相差を用いて各アンテナの重み付けを調整し、既知のアンテナ相互間位相差を差引いて下りデータ信号を送信する。これにより、通信端末装置では、受信データ信号のアンテナ相互間位相差が小さくなり、アンテナ間の合成利得を向上させることができる。これが閉ループ式送信ダイバーシチである。
【特許文献１】特開２００１−４４９００号公報
【非特許文献１】３ＧＰＰ  ＴＳ  ２５．２１４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の移動体通信システムにおける閉ループ式送信ダイバーシチでは、
通信端末装置において測定したアンテナ相互間位相差により生成したフィードバック情報が基地局装置において解釈され、各アンテナの重み付け調整が行われるまでには、およそ百μ秒から数百μ秒の遅延が存在し、その間に発生するマルチパスフェージング等による劣化を低減できないという問題がある。
【０００７】
具体的に、図４を参照して説明する。図４は、図３に示す構成の通信端末装置における閉ループ式送信ダイバーシチの動作を時刻推移で示した図である。図４では、通信端末装置がフィードバック情報ＦＢＩを送信する「通信端末上りチャネル送信」と、基地局装置がフィードバック情報ＦＢＩを受信する「基地局上りチャネル受信」と、基地局装置が受信したフィードバック情報ＦＢＩを送信データに反映して送信する「基地局下りチャネル送信」と、通信端末装置が基地局装置からフィードバック情報ＦＢＩを反映した送信データを受信する「通信端末下りチャネル受信」とが時刻Ｔ１〜時刻Ｔ５と関連づけて示されている。
【０００８】
図４において、通信端末装置と基地局装置間には、上りチャネル伝播遅延４００と、下りチャネル伝播遅延４０１とが存在する。通信端末装置では、時刻Ｔ１、Ｔ２、Ｔ４においてアンテナ相互間位相差の測定を行ってフィードバック情報ＦＢＩを生成し、基地局装置に送信する。基地局装置では、通信端末装置がフィードバック情報ＦＢＩを送信した時刻から伝播遅延分４００を経過した後に受信される。そして、基地局装置では、受信したフィードバック情報ＦＢＩに基づいて各アンテナの重み付けを行い通信端末装置にデータ送信を行うが、通信端末装置がアンテナ相互間位相差を測定しフィードバック情報ＦＢＩを送信した時刻Ｔ２と、基地局装置が受信したフィードバック情報ＦＢＩに基づく各アンテナの重み付けを行い通信端末装置にデータ送信を行う時刻Ｔ３との間に、およそ数百〜百数μ秒のフィードバック情報ＦＢＩの反映遅延４０２が存在する。基地局装置では、時刻Ｔ５においても同様の動作が行われる。
【０００９】
そのため、アンテナ相互間位相差の時刻推移が図４に示すような伝播路環境の場合、時刻Ｔ２において測定したアンテナ相互間位相差の測定値に対し、時刻Ｔ３において基地局装置がフィードバック情報に基づいて各アンテナの重み付けを行う際のアンテナ相互間位相差に誤差４０３が生ずる。その結果、基地局装置では、アンテナ相互間の位相差を全て差引くことができず、通信端末装置における各アンテナ間の合成利得が劣化してしまう。
【００１０】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、閉ループ式送信ダイバーシチを採用する移動体通信システムにおいて、通信端末装置がフィードバック情報を送信してからそのフィードバック情報が基地局装置にて解釈され各アンテナの重み付けが調整されるまでの遅延間に発生するマルチパスフェージング等による送受信信号の劣化を低減し、各アンテナ間の合成利得を向上することのできる通信端末装置及び閉ループ式送信ダイバーシチ方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
かかる課題を解決するため、本発明に係る通信端末装置は、閉ループ式送信ダイバーシチを用いる移動体通信システムにおいて、無線受信した信号から基地局装置が有する複数個のアンテナ相互間の位相差を求める手段と、フィードバック情報送信時及び過去において取得されたアンテナ相互間位相差を用いてフィードバック情報が基地局装置にて反映される時刻でのアンテナ相互間位相差を予測する手段と、前記予測結果に基づき基地局装置に送信するフィードバック情報を生成する手段と、を具備する構成を採る。
【００１２】
この構成によれば、通信端末装置がフィードバック情報を送信してからそのフィードバック情報が基地局装置にて解釈され各アンテナの重み付けが調整されるまでの遅延間に発生するマルチパスフェージング等による送受信信号の劣化を低減し、各アンテナ間の合成利得を向上することができる。
【００１３】
本発明に係る通信端末装置は、上記の発明において、前記予測する手段は、フィードバック情報送信時及び過去の少なくとも２つの時点において取得されたアンテナ相互間位相差を用いて、時間軸とアンテナ相互間位相差の軸とで規定される平面上において前記取得された各アンテナ相互間位相差との差の総和が最小となる直線を選択し、その直線上においてアンテナ相互間位相差の単位時間当たりの変化量を求めることで、フィードバック情報が基地局装置にて反映される時刻でのアンテナ相互間位相差を予測するという構成を採る。
【００１４】
この構成によれば、通信端末装置がフィードバック情報を送信してからそのフィードバック情報が基地局装置にて解釈され各アンテナの重み付けが調整される時刻でのアンテナ相互間位相差を予測することができる。
【００１５】
本発明に係る閉ループ式送信ダイバーシチ方法は、無線受信した信号から基地局装置が有する複数個のアンテナ相互間の位相差を求める工程と、フィードバック情報送信時及び過去において取得されたアンテナ相互間位相差を用いてフィードバック情報が基地局装置にて反映される時刻でのアンテナ相互間位相差を予測する工程と、その予測結果に基づき基地局装置に送信するフィードバック情報を生成する工程とを具備するようにした。
【００１６】
この方法によれば、通信端末装置がフィードバック情報を送信してからそのフィードバック情報が基地局装置にて解釈され各アンテナの重み付けが調整されるまでの遅延間に発生するマルチパスフェージング等による送受信信号の劣化を低減し、各アンテナ間の合成利得を向上することができる。
【００１７】
本発明に係る閉ループ式送信ダイバーシチ方法は、上記の発明において、前記予測する工程は、フィードバック情報送信時及び過去の少なくとも２点において取得されたアンテナ相互間位相差を用いて各アンテナ相互間位相差間の差が小さくなる直線を選択する工程と、その直線上においてアンテナ相互間位相差の単位時間当たりの変化量を求める工程と、求めた変化量に基づきフィードバック情報送信時においてフィードバック情報が基地局装置にて反映される時刻でのアンテナ相互間位相差を求める工程と、を具備するようにした。
【００１８】
この方法によれば、通信端末装置がフィードバック情報を送信してからそのフィードバック情報が基地局装置にて解釈され各アンテナの重み付けが調整される時刻でのアンテナ相互間位相差を予測することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、通信端末装置がフィードバック情報を送信してからそのフィードバック情報が基地局装置にて解釈され各アンテナの重み付けが調整されるまでの遅延間に発生するマルチパスフェージング等による送受信信号の劣化を低減し、各アンテナ間の合成利得を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の骨子は、閉ループ式送信ダイバーシチを用いる移動体通信システムにおいて、通信端末装置が、フィードバック情報が基地局装置にて反映される時刻でのアンテナ相互間位相差を、フィードバック情報送信時及び過去において取得されたアンテナ相互間位相差を用いて予測し、その予測量に基づきフィードバック情報を生成することである。
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２２】
（実施の形態１）
図１は、本発明の一実施の形態に係る移動体通信システムにおいて実施される閉ループ式送信ダイバーシチによるフィードバック情報を送信する通信端末装置の構成を示すブロック図である。なお、図１では、ＣＤＭＡ移動体通信システムでの通信端末装置の構成例を示されている。また、図示しない基地局装置は２つのアンテナを用いるとしている。
【００２３】
図１に示す通信端末装置１００は、基地局装置からの無線信号を受信するアンテナ部１０１と、アンテナ部１０１が受信した無線信号をダウンコンバートしてベースバンド信号を出力する無線部１０２と、無線部１０２が出力するベースバンド信号を逆拡散する逆拡散部１０３と、アンテナ＃１について逆拡散による１次復調後の信号の位相回転量を測定する位相推定部１０４と、アンテナ＃２について逆拡散による１次復調後の信号の位相回転量を測定する位相推定部１０５と、閉ループ式送信ダイバーシチにおいて基準となるアンテナ＃１について位相推定結果の複素共役を算出する複素共役演算部１０６と、複素共役演算部１０６の出力（アンテナ＃１の位相推定結果）と位相推定部１０５の出力（アンテナ＃２の位相推定結果）とを乗算し、アンテナ相互間位相差を計算する乗算部１０７と、送信したフィードバック情報が基地局装置にて解釈され各アンテナの重み付けが調整される時刻でのアンテナ相互間位相差を乗算部１０７にて求められたアンテナ相互間位相差に基づき予測するアンテナ相互間位相差予測部１０８と、アンテナ相互間位相差予測部１０８の予測結果に基づき基地局装置へのフィードバック情報を生成するＦＢＩ生成部１０９とを備えている。
【００２４】
次に、以上のように構成される通信端末装置の動作について説明する。まず、図１を参照して各部の動作について説明する。無線部１０２、逆拡散部１０３を経た位相推定部１０４、１０５の各出力は、以下のような式（１）、式（２）で表せる。
Ｃ１（ｎ）＝｜Ｃ１（ｎ）｜×ｅｘｐ｛ｊθ（ｎ）｝  …（１）
Ｃ２（ｎ）＝｜Ｃ２（ｎ）｜×ｅｘｐ｛ｊθ（ｎ）＋ｊΦ（ｎ）｝  …（２）
【００２５】
なお、式（１）（２）において、Ｃ１（ｎ）、Ｃ２（ｎ）は、時刻ｎにおける各アンテナについての位相推定値(複素数)を示す。また、θ（ｎ）は、時刻ｎにおけるアンテナ＃１についての信号の位相回転量を示す。Φ（ｎ）は、アンテナ＃１の信号とアンテナ＃２の信号との相互間位相差を示す。
【００２６】
次の複素共役演算部１０６では、アンテナ＃１についての位相推定値の複素共役を式（３）に従って算出する。
ｃｏｎｊ［Ｃ１（ｎ）］＝｜Ｃ１（ｎ）｜×ｅｘｐ｛−ｊθ（ｎ）｝  …（３）
【００２７】
次の乗算部１０７では、式（２）と式（３）を乗ずる式（４）の演算を行い、アンテナ相互間位相差を求める。
ｃｏｎｊ［Ｃ１（ｎ）］×Ｃ２（ｎ）＝
｜Ｃ１（ｎ）｜｜Ｃ２（ｎ）｜×ｅｘｐ｛ｊΦ（ｎ）｝  …（４）
【００２８】
次のアンテナ相互間位相差予測部１０８では、乗算部１０７が求めたアンテナ相互間位相差に基づき、送信したフィードバック情報が基地局装置にて解釈され各アンテナの重み付けが調整される時刻でのアンテナ相互間位相差を予測する（式（５））。
ｅｓｔ［Ｃ１（ｎ）］×Ｃ２（ｎ）＝
｜Ｃ１’（ｎ）｜｜Ｃ２’（ｎ）｜×ｅｘｐ｛ｊΦ’（ｎ）｝  …（５）
【００２９】
そして、ＦＢＩ生成部１０９は、式（５）に示すアンテナ相互間位相差の予測量を用いてＦＢＩ（フィードバック情報）を生成し、基地局装置に送信する。
【００３０】
次に、図２を参照してアンテナ相互間位相差予測部１０８での動作を説明する。なお、図２は、図１に示す構成の通信端末装置における閉ループ式送信ダイバーシチの動作を時刻推移で示した図である。図２では、通信端末装置がフィードバック情報ＦＢＩを送信する「通信端末上りチャネル送信」と、基地局装置がフィードバック情報ＦＢＩを受信する「基地局上りチャネル受信」と、基地局装置が受信したフィードバック情報ＦＢＩを送信データに反映して送信する「基地局下りチャネル送信」と、通信端末装置が基地局装置からフィードバック情報ＦＢＩを反映した送信データを受信する「通信端末下りチャネル受信」とが時刻Ｔ１〜時刻Ｔ５と関連づけて示されている。
【００３１】
図２において、通信端末装置と基地局装置間には、上りチャネル伝播遅延２００と、下りチャネル伝播遅延２０１とが存在する。通信端末装置では、時刻Ｔ１、Ｔ２、Ｔ４においてアンテナ相互間位相差の測定を行ってフィードバック情報ＦＢＩを生成し、基地局装置に送信する。基地局装置では、通信端末装置がフィードバック情報ＦＢＩを送信した時刻から伝播遅延分２００を経過した後に受信される。そして、基地局装置では、受信したフィードバック情報ＦＢＩに基づいて各アンテナの重み付けを行い通信端末装置にデータ送信を行うが、通信端末装置がアンテナ相互間位相差を測定しフィードバック情報ＦＢＩを送信した時刻Ｔ２と、基地局装置が受信したフィードバック情報ＦＢＩに基づく各アンテナの重み付けを行い通信端末装置にデータ送信を行う時刻Ｔ３との間に、およそ数百〜百数μ秒のフィードバック情報ＦＢＩの反映遅延２０２が存在する。基地局装置では、時刻Ｔ５においても同様の動作が行われる。
【００３２】
そこで、この実施の形態では、基地局装置が上記のように受信したフィードバック情報ＦＢＩに基づき各アンテナの重み付けを行う時刻Ｔ３、Ｔ５におけるアンテナ相互間の位相差を例えば次のようにして予測するようにしている。
【００３３】
すなわち、現時刻について１つ、及び過去２つ計３つのアンテナ相互間位相差測定値を用い、各アンテナ相互間位相差との差の総和が最小となる直線を選び、この直線上における単位時間当たり変化量を求め、この直線の延長上において基地局装置が各アンテナの重み付けを行う時刻でのアンテナ相互間位相差を予測している。
【００３４】
図２に示す例で言えば、現在時刻Ｔ３にて測定したアンテナ相互間位相差であるＦＢＩ反映前アンテナ相互間位相差２０３と、過去の時刻Ｔ２、Ｔ１にて測定したアンテナ相互間位相差２０４、２０５を用いて各アンテナ相互間位相差との差が最小となる直線２０６を選び、フィードバック情報ＦＢＩを送信する現在時刻Ｔ３でのアンテナ相互間位相差予測点２０７において、この直線２０６上における単位時間当たり変化量を求め、この直線２０６の延長上において基地局装置が各アンテナの重み付けを行う時刻Ｔ５でのアンテナ相互間位相差を予測している。
【００３５】
このように、本実施の形態によれば、通信端末装置は、フィードバック情報が基地局装置にて反映される時刻でのアンテナ相互間位相差を、フィードバック情報送信時及び過去において取得されたアンテナ相互間位相差を用いて予測し、その予測量に基づきフィードバック情報を生成することができるので、通信端末装置がフィードバック情報を送信してからそのフィードバック情報が基地局装置にて解釈され各アンテナの重み付けが調整されるまでの遅延間に発生するマルチパスフェージング等による送受信信号の劣化を低減し、各アンテナ間の合成利得を向上することができる。
【００３６】
なお、予測方法として直線による予測方法を説明したが、その他の予測方法を用いても良い。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、閉ループ式送信ダイバーシチを用いる移動体通信システムにおける通信端末装置において、通信端末装置がフィードバック情報を送信してからそのフィードバック情報が基地局装置にて解釈され各アンテナの重み付けが調整されるまでの遅延間に発生するマルチパスフェージング等による送受信信号の劣化を低減し、各アンテナ間の合成利得を向上するのに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施の形態に係る移動体通信システムにおいて実施される閉ループ式送信ダイバーシチによるフィードバック情報を送信する通信端末装置の構成を示すブロック図
【図２】図１に示す構成の通信端末装置における閉ループ式送信ダイバーシチの動作を時刻推移で示した図
【図３】従来の移動体通信システムにおいて実施されている閉ループ式送信ダイバーシチによるフィードバック情報を送信する通信端末装置の構成例を示すブロック図
【図４】図３に示す構成の通信端末装置における閉ループ式送信ダイバーシチの動作を時刻推移で示した図
【符号の説明】
【００３９】
１００  通信端末装置
１０１  アンテナ部
１０２  無線部
１０３  逆拡散部
１０４  位相推定部
１０５  位相推定部
１０６  複素共役演算部
１０７  乗算部
１０８  アンテナ相互間位相差予測部
１０９  ＦＢＩ生成部
【図１】
2006101211.tif 000003
【図２】
2006101211.tif 000004
【図３】
2006101211.tif 000005
【図４】
2006101211.tif 000006